Введение 3
Обзор источников 5
Постановка задачи 9
Решение задач кинематики робота-манипулятора 11
Решение прямой задачи о положении 11
Решение обратной задачи о положении 13
Определение границ рабочей области 17
Нахождение времени, необходимого для обхода или «сбора» набора точек.. 20
Заключение 24
Список источников 25
Приложения 26
Приложение 1. Исходный код программы 26
Стационарные роботы-манипуляторы составляют большую часть коммерческих робототехнических систем. Роботы-манипуляторы традиционно применяются, например, для точечной сварки и окраски методом распыления в автомобильной промышленности, для фасовки и упаковки продукции в химической и фармацевтической промышленности. Они могут выполнять самую разную работу: от простых повторяющихся действий до сборки сложных сенсорных устройств.
Ведущие производители промышленных роботов [6]:
1. FANUC Robotics, Япония. Всего в мире можно насчитать свыше 200 000 роботов FANUC, 30 000 из которых находятся в Европе и России.
2. KUKA (Keller und Knappich Augsburg), Германия. Роботов KUKA используют во всем мире на заводах: для операций по сварке, погрузке, паллетизации, упаковке, обработке, сборке и др.
3. ABB (Asea Brown Boveri Ltd.), Швеция, Швейцария. Производит промышленных роботов, специальное оборудование, инструменты и программное обеспечение.
4. Kawasaki, Япония. В линейку входят манипуляторы специального взрывобезопасного исполнения, роботы, трудящиеся в агрессивных средах, конструкции для металлургических производств, а также паллетайзеры.
5. Motoman (Yaskawa), Япония, США. Модельный ряд состоит из 175 роботизированных моделей и 40 полностью интегрированных готовых решений, применимых для специфических задач (в том числе оборудование для безопасности).
6. OTC Daihen, Япония. Роботы используются для разных видов сварки и плазменной резки (в частности мягкой и нержавеющей стали, алюминия, титана, других экзотических металлов).
7. Panasonic, Япония. Компания выпускает универсальные манипуляторы для многих видов производственных задач.
8. KC Robotics, Inc, США. Предприятие обслуживает все отрасли использования промышленных роботов, а также занимается производством и обработкой материалов, включая пакетирование и сварочные работы.
9. Triton Manufacturing, США. Сфера деятельности — гибкие системы питания, а также пользовательские обработанные шины и паяные электрические компоненты.
10. Kaman Corporation, США. Компания производит подшипники, механические и электрические устройства для электропередачи и управления движением, обработки материалов и жидкостей, а также другие устройства, применяемые в промышленной и военной робототехнике.
За счет применения промышленных роботов работа становится эффективнее, качественнее и быстрее. Примеры подобных роботов представлены на рис. 1.
Зачастую важным вопросом при принятии решения о внедрении робота на производство становится оценка времени, затрачиваемого роботом на выполнение поставленной задачи, по сравнению с временем, которое тратит человек.
В рамках работы были решены аналитически прямая и обратная задачи по положению инструмента трёхзвенного робота-манипулятора - получены выражения для вычисления координат точки положения инструмента робота при заданных значениях обобщённых координат и нахождения обобщённых координат - углов между звеньями робота - приводящих инструмент в заданную точку в пространстве. В процессе использован алгоритм Денавита-Хартенберга, позволяющий найти матрицы однородного преобразования между локальными системами координат звеньев робота.
Полученные результаты использованы для численной оценки количества подзадач, которое робот способен выполнить за заданное время, если подзадачей считать посещение (возможно, с возвратом обратно) указанной точки. Для нахождения этой оценки используется программа, написанная на языке Python 3.6.
Такая оценка полезна при анализе поставленной задачи управления инструментом робота-манипулятора. Например, при её выполнении для робота- упаковщика может выясниться, что одного робота недостаточно, чтобы при данной скорости конвейера успеть забрать с него все объекты, и требуется либо поставить второго робота, либо замедлить конвейер.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
